【专家访谈】中山大学王钢教授-专注大尺寸氧化镓MOCVD外延生长，创新突破技术壁垒

嘉宾介绍

        王钢，中山大学二级教授，中山大学佛山研究院院长, 先后担任“十一五”国家863计划半导体照明工程重大项目总体专家组成员，“十二五”国家科技重点专项半导体照明专项专家组专家，入选教育部新世纪人才。

        王钢教授主要从事化合物半导体材料及相关元器件制备技术方面的研究、教学工作，成功开发出具有自主知识产权的氧化物薄膜量产型MOCVD设备，并首次实现了具有“台阶流”生长模式的 ε 相氧化镓单晶薄膜，这一技术的应用突破了国际设备巨头长期以来的技术壁垒。

AGOA：请对所在团队的研究方向及成果进行介绍

        中山大学王钢教授团队专注于氧化物半导体薄膜及MOCVD外延生长装备的研究，成功开发了国际首台大尺寸、高质量氧化镓单晶薄膜的量产型商用MOCVD外延设备。

主要研究成果：

1，通过对MOCVD喷淋系统、腔体结构的设计及外延工艺参数研究，优化了有机金属源和氧源的混气及匀气方式，抑制了在生长过程中腔体内出现的涡流效应，解决了由气相预反应导致生长效率低等问题；

2，融合计算流体力学、量子化学、大数据及人工智能等先进技术，构建了氧化镓半导体薄膜材料生长决策系统，实现了氧化镓薄膜外延的设计和预测，大幅度降低研发成本和周期，加快和促进新材料的开发和设计，是国际半导体外延材料的工程技术创新；

3，实现了高质量的大尺寸氧化镓同质、异质外延材料，并在氧化镓功率器件、射频滤波器件率先完成了器件验证及成果转化；

4，围绕氧化镓 MOCVD 装备和外延材料制备技术，积极开展国内外专利布局，形成了完善的自主知识产权。

图一：团队照

图二：MOCVD反应腔流线图及中截面温度云图

图三：工艺优化前后沉积率对比图

AGOA：团队研究近期攻破的难点

1. 基于MOCVD外延生长的大尺寸氧化镓同质外延的n型高效掺杂与调控。

2. 基于MOCVD外延生长的大尺寸异质外延的应力控制。

3. 率先提出氧化镓的p型异质集成技术。

4. 率先突破硅衬底大尺寸（6英寸）低成本异质外延生长技术。

AGOA：看好氧化镓哪方面的发展潜质

        基于大尺寸、同异质氧化镓材料的高耐压、大电流、低损耗、抗辐照特性优异的功率电子器件和射频滤波器在极端环境的应用。

AGOA：校内培养人才的方向？

        中山大学培养的硕士、博士等高层次人才主要集中在外延生长和芯片工艺技术研究方向。

AGOA：如何看待校企合作及产学研结合方式在氧化镓产业化发展中的作用

        国内氧化镓发起的源头以高校为主，校企合作及产学研结合是促进氧化镓产业化发展的重要方式之一。校企合作可以将高校与研究机构的科研优势与企业的技术需求紧密结合，推动氧化镓材料与器件的技术创新与优化。高校与研究机构拥有先进的科研设施和科研人才，可以进行基础研究和应用基础研究，而企业则更加注重技术的应用与市场推广，双方的合作可以加速新技术的研发与应用。这种模式不仅可以加速技术创新和成果转化，还可以培养行业所需的高技能人才，推动氧化镓及相关产业的健康发展。

AGOA：是否有需要资金支持的研发项目？

ε 相氧化镓单晶薄膜的铁电性研究。

AGOA：是否有需要成果转化的项目需要寻找合作方。

MOCVD设备项目正在进行成果转化，欢迎投资。

AGOA：更希望联盟提供哪些方面的支持？

1、加强专利池建设，为未来大规模应用做准备。

2、加强上下游协同研发，特别是从芯片外延端给衬底端以指导性支持。

3、加强同碳化硅、硅基氮化镓等宽禁带半导体材料器件的研发协同，更多的面向已经商业化的宽禁带半导体器件应用场景。